專利名稱：一種異戊烯醇聚氧乙烯醚的合成方法
技術領域：
本發(fā)明是一種異戊烯醇聚氧乙烯醚的合成方法，屬于有機聚合技術領域。
背景技術：
我國現用水泥減水劑主要是采用烯丙醇聚氧乙烯醚或聚乙二醇單甲醚為原來合 成聚羧酸系水泥減水劑。其減水效果一般，只能用在中下強度的商品混泥土中(C80以下) 使用。為了提高水泥質量，特別一些高強度的水泥質量，應提升水泥減水劑品質。為此，異 戊烯醇聚氧乙烯醚已開始作為一種優(yōu)質的水泥減水劑應用于建筑領域。異戊烯醇聚氧乙烯醚無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，不會水解變質。并與多 種組份有良好的相溶性。作為聚羧酸系水泥減水劑中主要原材料使用，合成的聚羧酸高效 系減水劑有較強的水泥顆粒分散性保持能力，使產品具有摻量低、減水率高、增強效果好、 耐久性、不銹蝕鋼筋及對環(huán)境友好等優(yōu)點。可應用在現場攪拌及遠距離輸送的高性能、高強 度(C80以上)的商品混泥土中。具有比烯丙醇聚氧乙烯醚更高的減水率，能應用到更高強 度的商品混泥土中，對于提高我國水泥質量有著關鍵性的作用。在本申請人的檢索中，還未 檢索到關于異戊烯醇聚氧乙烯醚生產的相關文獻報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝合理的異戊烯醇聚氧乙烯醚的合成方法，使產品具 有摻量低、減水率高、增強效果好、耐久性、不銹蝕鋼筋及對環(huán)境友好等優(yōu)點。為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備 方法，它以異戊烯醇和環(huán)氧乙烷為原料，在催化劑的存在下，70-160°C反應溫度下進行反應 5-40小時制得；所述異戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量為200-6000，碘值為3. 9-123 ；所述原 料中異戊烯醇和環(huán)氧乙烷的質量比為1 0.0143-0. 754;所述催化劑的質量為異戊烯醇 和環(huán)氧乙烷原料總質量的0. 03-0. 5%。所述異戊烯醇是3-甲基-3- 丁烯-1-醇或3-甲基-2- 丁烯-1-醇或3-甲基_3_ 丁 烯-1-醇和3-甲基-2- 丁烯-1-醇的混合物。所述催化劑是固體甲醇鈉、甲醇鈉甲醇溶液、 氫氧化鉀固體、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉固體、氫氧化鈉水溶液、鈉、異戊烯醇鈉中的一種 或一種以上的混合物。作為優(yōu)選，所述催化劑的質量為異戊烯醇和環(huán)氧乙烷原料總質量的 0. 05-0. 5%。本發(fā)明的異戊烯醇聚氧乙烯醚的合成方法，采用異戊烯醇和環(huán)氧乙烷在催化劑的 作用，70-160°C反應溫度進行醚化反應制得，其工藝簡單、合理。因其有支鏈甲基的結構特 殊性，其分子空間位阻增大，合成的聚羧酸高效系減水劑有較強的水泥顆粒分散性保持能 力，使產品具有摻量低、減水率高、增強效果好、耐久性、不銹蝕鋼筋及對環(huán)境友好等優(yōu)點。 可應用在現場攪拌及遠距離輸送的高性能、高強度(C80以上)的商品混泥土中。實驗證明，在減水劑用量為水泥質量的1 %的情況下，本發(fā)明的異戊烯醇聚氧乙烯醚應用于不同牌號的水泥砂漿，測出它們的減水率均大于30%。實例1先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度31°C )，在反應釜中加入586g異戊烯醇和0. 76g甲醇鈉(粉狀)，用N2置換掉釜內空氣， 升溫到70°C，反應釜內真空情況下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷920g，控制流量4小時加完，反 應溫度在70-120°C。保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。反應完全后，降 溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH 6. 1放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值255. 1，分子量220，色澤30，碘值98. 1。實例2先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度28°C)加入129g異戊烯醇和甲醇鈉(粉狀)1.化，用隊置換掉釜內空氣，升溫到70°C，反 應釜內真空情況下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷1400g，控制流量16小時加完，反應溫度在80 150°C，保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。反應完全后，降溫到80°C抽真 空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到PH 6. 0放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值56. 1，分子量1000，色澤20，碘值25. 0。實例3先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度30°C )加入32g異戊烯醇和粉狀甲醇鈉固體0. 188，用N2置換掉釜內空氣，升溫到70°C， 反應釜內真空情況下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷118g，反應溫度在80 155°C，控制流量7 小時加完，保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。，降溫到80°C抽真空脫出 低沸點物質后。再加入1. 7g粉狀甲醇鈉固體，置換N22次后，升溫到90 120真空脫水60 分鐘后，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷1350g，控制流量16小時加完，反應溫度在80 155°C，保 溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后 加入冰醋酸中和pH 6. 3放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值14. 1，分子量4000，色澤 10，碘值 6. 06。實例 4先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度30°C)加入60g異戊烯醇和甲醇鈉(粉狀)0.92g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空 情況下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷400g，控制流量12小時加完，反應溫度在70 140°C，保溫 熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。降溫至60°C放出230g，加入甲醇鈉(粉 狀)3. 64g升溫到90 120°C真空脫水60分鐘后。升溫到100°C開始持續(xù)加環(huán)氧乙烷1878g， 控制流量20小時加完，反應溫度在90 140°C .保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止， 約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH5. 9放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值9. 30，分子量6033，色澤20，碘值4. 0。實例5先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度28°C )加入586g異戊烯醇和K0H固體0. 76g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況 下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷920g，控制流量4. 2小時加完，反應溫度在70 120°C，保溫熟 化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到PH6. 0放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值255. 1，分子量220，色澤20，碘值98. 1。實例6先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度31°C )加入129g異戊烯醇和K0H固體1. lg，置換N2,升溫到70°C，反應釜內真空情況下， 開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷1400g，控制流量15小時加完，反應溫度在80 150°C，保溫熟化直 至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋 酸中和到pH 5. 9放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值56. 1，分子量1000，色澤20，碘值24. 8。實例7先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度30°C)加入32g異戊烯醇和K0H固體0. 18g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況下， 開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷118g，控制流量8小時加完，反應溫度在80 155°C，保溫熟化直 至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后。再加入 1. 7gK0H固體，置換N22次后，升溫到90 120真空脫水50分鐘后，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷 1350g，控制流量15小時加完，反應溫度在80 155°C，保溫熟化直至反應釜內壓力不再降 為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH6. 2放料包 裝。此實驗產品測試數據為羥值14，分子量4010，色澤10，碘值6. 01。實例8先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度30°C )加入60g異戊烯醇和K0H固體0. 92g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況下， 開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷400g，控制流量12小時加完，反應溫度在70 140°C，保溫熟化直 至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。降溫至60°C放出230g，加入K0H固體3.64g升 溫到90 120°C真空脫水60分鐘后。升溫到100°C開始持續(xù)加環(huán)氧乙烷1878g，控制流量 20小時加完，反應溫度在90 140°C .保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小 時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH 6.0放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值9. 4，分子量5956，色澤10，碘值4. 05。實例9先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度25°C )加入586g異戊烯醇和NaOH固體0. 76g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況 下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷920g，控制流量5. 0小時加完，反應溫度在70 120°C，保溫熟 化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入 冰醋酸中和到pH 6. 0放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值255. 0，分子量220，色澤30，碘值98. 0。實例10先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度32°C )加入129g異戊烯醇和NaOH固體1. lg,置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況 下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷1400g，控制流量16. 5小時加完，反應溫度在80 150°C，保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加 入冰醋酸中和到PH 6. 2放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值56. 1，分子量1002，色澤10，碘值24. 9。實例11先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度30°C )加入32g異戊烯醇和NaOH固體0. 18g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況 下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷118g，控制流量9小時加完，反應溫度在80 155°C，保溫熟化 直至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后。再加 入1. 7gNa0H固體，置換N22次后，升溫到90 120真空脫水60分鐘后，開始持續(xù)加入環(huán)氧 乙烷1350g，控制流量17小時加完，反應溫度在80 155°C，保溫熟化直至反應釜內壓力不 再降為止，約1.5小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH 5.9 放料包裝。此實驗產品測試數據為羥值14，分子量4005色澤10，碘值6. 02。實例12先用蒸餾水把高壓反應釜(2. 5L)洗幾次，直到干凈為止。烘干反應釜，冷卻后(溫 度233°C )加入60g異戊烯醇和NaOH固體0. 92g，置換N2，升溫到70°C，反應釜內真空情況 下，開始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷400g，控制流量13小時加完，反應溫度在70 140°C，保溫熟化 直至反應釜內壓力不再降為止，約1.5小時。降溫至60°C放出230g，加入NaOH固體3.64g 升溫到90 120°C真空脫水60分鐘后。升溫到100°C開始持續(xù)加環(huán)氧乙烷1878g，控制流 量22小時加完，反應溫度在90 140°C .保溫熟化直至反應釜內壓力不再降為止，約1. 5 小時。降溫到80°C抽真空脫出低沸點物質后，加入冰醋酸中和到pH 5. 9后放料包裝。此實 驗產品測試數據為羥值9. 4，分子量5956，色澤20，碘值4. 04。下表是上述各實例的指標對照表 分子量=56110/羥值。
權利要求
一種異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于它以異戊烯醇和環(huán)氧乙烷為原料，在催化劑的存在下，70 160℃反應溫度下進行反應5 40小時制得；所述異戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量為200 6000，碘值為3.9 123；所述原料中異戊烯醇和環(huán)氧乙烷的質量比為0.0143 0.754∶1；所述催化劑的質量為異戊烯醇和環(huán)氧乙烷原料總質量的0.03 0.5％。
2.根據權利要求1所述的異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述異戊烯醇 是3-甲基-3- 丁烯-1-醇或3-甲基-2- 丁烯-1-醇或3-甲基-3- 丁烯-1-醇和3-甲 基-2- 丁烯-1-醇的混合物。
3.根據權利要求1或2所述異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述催化劑 是固體甲醇鈉、甲醇鈉甲醇溶液、氫氧化鉀固體或水溶液、氫氧化鈉固體或水溶液、鈉、異戊 烯醇鈉中的一種或一種以上的混合物。
4.根據權利要求1所述的異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述催化劑的 質量為異戊烯醇和環(huán)氧乙烷原料總質量的0. 05-0. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異戊烯醇聚氧乙烯醚的制備方法，它以異戊烯醇和環(huán)氧乙烷為原料，在催化劑的存在下，70-160℃反應溫度下進行反應5-40小時制得；所述異戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量為200-6000，碘值為3.9-123；原料中異戊烯醇和環(huán)氧乙烷的質量比為1∶0.0143-0.754；所述催化劑的質量為異戊烯醇和環(huán)氧乙烷原料總質量的0.03-0.5％。本發(fā)明采工藝簡單、合理。因其有支鏈甲基的結構特殊性，其分子空間位阻增大，合成的聚羧酸高效系減水劑有較強的水泥顆粒分散性保持能力，使產品具有摻量低、減水率高、增強效果好、耐久性、不銹蝕鋼筋及對環(huán)境友好等優(yōu)點。
文檔編號C04B24/32GK101928392SQ20091015506
公開日2010年12月29日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2009年12月15日
發(fā)明者王偉松, 王新榮, 王勝利, 羅青, 金一豐, 馬定連 申請人:浙江皇馬科技股份有限公司